Kako radi skenirajući elektronski mikroskop? Koje su prednosti?
1: Skenirajući elektronski mikroskop
Budući da transmisijski elektronski mikroskop snima TE, potrebno je da debljina uzorka mora biti unutar raspona veličine kroz koji može prodrijeti elektronski snop. U tu svrhu potrebno je transformirati uzorke velikih dimenzija na prihvatljivu razinu za transmisijsku elektronsku mikroskopiju pomoću različitih glomaznih metoda pripreme uzoraka.
Može li se izravno koristiti materijalna svojstva površinskog materijala uzorka za mikroskopsko oslikavanje postao je cilj kojem teže znanstvenici.
Nakon napornog rada, ova je ideja postala stvarnost ----- skenirajući elektronski mikroskop (ScanningElectronicMicroscopy, SEM).
SEM je elektronički optički instrument koji koristi vrlo fini elektronski snop za skeniranje površine uzorka koji se promatra i prikuplja niz elektroničkih informacija generiranih interakcijom između elektronskog snopa i uzorka, koji se transformira i pojačava u obliku slika. To je koristan alat za proučavanje trodimenzionalne površinske strukture.
Njegov princip rada je:
U visokovakuumskoj cijevi leće, elektronski snop generiran elektronskim topom se fokusira u tanki snop pomoću elektronske konvergentne leće, te se skenira i bombardira točku po točku na površini uzorka kako bi se stvorio niz elektroničkih informacija (sekundarni elektroni , povratno reflektirani elektroni, odaslani elektroni, apsorpcijska elektronika, itd.), različite elektroničke signale prima detektor, pojačava ih elektroničko pojačalo, a zatim unose u slikovnu cijev kojom upravlja mreža slikovne cijevi.
Kada fokusirana elektronska zraka skenira površinu uzorka, zbog različitih fizikalnih i kemijskih svojstava, površinskog potencijala, elementarnog sastava i konkavno-konveksnog oblika površine različitih dijelova uzorka, elektronička informacija pobuđena elektronskom zrakom je različit, što rezultira elektronskim snopom slikovne cijevi. Intenzitet se također kontinuirano mijenja i konačno se na fluorescentnom ekranu kineskopa može dobiti slika koja odgovara strukturi površine uzorka. Ovisno o elektroničkom signalu koji prima detektor, može se dobiti slika povratno raspršenog elektrona, slika sekundarnog elektrona, slika apsorpcijskog elektrona itd. uzorka.
Kao što je gore opisano, skenirajući elektronski mikroskop uglavnom ima sljedeće module: modul elektronskog optičkog sustava, modul visokog napona, modul vakuumskog sustava, modul detekcije mikro signala, upravljački modul, upravljački modul mikro stupića itd.
Drugo: prednosti skenirajuće elektronske mikroskopije
1. Povećanje
Budući da je veličina fluorescentnog zaslona skenirajućeg elektronskog mikroskopa fiksna, promjena povećanja se ostvaruje promjenom amplitude skeniranja elektronskog snopa na površini uzorka.
Ako se struja zavojnice za skeniranje smanji, raspon skeniranja elektronskog snopa na uzorku će se smanjiti, a povećanje će se povećati. Prilagodba je vrlo praktična i može se kontinuirano podešavati od 20 puta do oko 200, 000 puta.
2. Razlučivost
Rezolucija je glavni indeks performansi SEM-a.
Razlučivost je određena promjerom upadne elektronske zrake i vrstom modulacijskog signala:
Što je manji promjer elektronske zrake, to je veća razlučivost.
Različiti fizički signali koji se koriste za snimanje imaju različite rezolucije.
Na primjer, SE i BE elektroni imaju različite domete emisije na površini uzorka, a njihova razlučivost je različita. Općenito, razlučivost SE je oko 5-10 nm, a BE oko 50-200 nm.
3. Dubina polja
Odnosi se na niz mogućnosti koje leća može istovremeno fokusirati i slikati na različitim dijelovima uzorka s neravninama.
Konačna leća skenirajućeg elektronskog mikroskopa ima mali kut otvora blende i veliku žarišnu duljinu, tako da se može postići velika dubina polja, koja je 100-500 puta veća od one kod općeg optičkog mikroskopa i 10 puta veća od onaj prijenosnog elektronskog mikroskopa.
Velika dubina polja, snažan trodimenzionalni osjećaj i realističan oblik izvanredne su značajke SEM-a.
Uzorci za SEM podijeljeni su u dvije kategorije:
1 je uzorak dobre vodljivosti, koji općenito može zadržati svoj izvorni oblik i može se promatrati u elektronskom mikroskopu bez ili s malim čišćenjem;
2. Nevodljive uzorke ili uzorke koji gube vodu, ispuštaju plin, skupljaju se i deformiraju u vakuumu, potrebno je pravilno obraditi prije nego što se mogu promatrati.
